(57)【要約】【課題】広範囲な作業を可能にした多目的作業車を提供すること。【解決手段】各種作業機を連結したＨＳＴ３１で変速制御され、ＨＳＴ３１の変速位置を保持して走行する第一走行状態と前記車両の車速を保持して走行する第二走行状態と前記エンジン３の回転数を保持して走行する第三走行状態とを選択する作業モード設定ボタン２０とオートクルーズ入切スイッチ２２とを備えた多目的作業車である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン３と、各種作業機を選択して連結する連結装置と、前記作業機への動力を取出すＰＴＯ軸４３と、アクチュエータ４５の駆動により車速を変更できる変速装置３１とを備えた多目的作業車において、
前記作業車両の車速を検出する車速センサと、
エンジン３の回転数を検出するエンジン回転センサと、
ＰＴＯ軸４３の回転状態を検出するＰＴＯ回転センサと
を備えると共に、
前記変速装置３１の変速位置を保持して走行する第一走行状態と、
前記車両の車速を保持して走行する第二走行状態と、
前記エンジン３の回転数を保持して走行する第三走行状態と、
を選択する選択手段２０，２２と
を備えたことを特徴とする多目的作業車。
【請求項２】
前記３つの走行状態の選択手段２０，２２は、前記ＰＴＯ軸４３の回転が検出されているときに車両を第三走行状態に設定可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の多目的作業車。
【請求項３】
前記３つの走行状態の選択手段２０，２２は、前記ＰＴＯ軸４３の回転が検出されていないときに車両を第二走行状態に設定可能に構成したことを特徴とする請求項１または２記載の多目的作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、芝刈作業や運搬作業等に用いる多目的作業車両には、庭の芝刈り作業、圃場の耕耘作業などの各種作業を行う作業機を連結して走行する走行制御、路上走行時の走行制御又は車速を一定に保持して走行する走行制御など各種の走行制御ができる多目的作業車が知られている。
【特許文献１】特開平６−５５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許公開公報に記載の多目的作業車は一般道路での走行と農作業を行うことができる作業車であるが、農業用トラクタ等の作業車では、路上走行時などでは車速を一定に制御する走行制御あるいは芝刈り作業時にはエンジン回転数を一定にして馬力を安定させる走行制御などのさらに広範囲な作業を可能にした作業車に対する要請がある。  
そこで、本発明の課題は、広範囲な作業を可能にした多目的作業車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の上記課題は、以下の解決手段で達成される。  
請求項１記載の発明は、エンジン３と、各種作業機を選択して連結する連結装置（三点リンク機構）と、前記作業機への動力を取出すＰＴＯ軸４３と、アクチュエータ（トラニオン軸サーボモータ４５）の駆動により車速を変更できる変速装置（ＨＳＴ式変速装置）３１とを備えた多目的作業車において、前記作業車両の車速を検出する車速センサと、
エンジン３の回転数を検出するエンジン回転センサと、ＰＴＯ軸４３の回転状態を検出するＰＴＯ回転センサとを備えると共に、前記変速装置３１の変速位置を保持して走行する第一走行状態と、前記車両の車速を保持して走行する第二走行状態と、前記エンジン３の回転数を保持して走行する第三走行状態とを選択する選択手段（作業モード設定ボタン２０とオートクルーズ入切スイッチ２２など）とを備えた多目的作業車である。
【０００５】
請求項２記載の発明は、前記３つの走行状態の選択手段２０，２２は、前記ＰＴＯ軸４３の回転が検出されているときに車両を第三走行状態に設定可能に構成した請求項１記載の多目的作業車である。
【０００６】
請求項３記載の発明は、前記３つの走行状態の選択手段２０，２２は、前記ＰＴＯ軸の回転が検出されていないときに車両を第二走行状態に設定可能に構成した請求項１または２記載の多目的作業車である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、変速装置３１の変速位置を保持して走行する第一走行状態と、車速を保持して走行する第二走行状態と、エンジン３の回転数を保持して走行する第三走行状態とを選択する選択手段（作業モード設定ボタン２０とオートクルーズ入切スイッチ２２）を用いて広範囲な作業を可能にした多目的作業車を提供することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、ＰＴＯが入り状態にある時にだけ、エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三の走行状態になる設定にしているのでオペレータが状況を判断する必要がなく、車両が自動的に状況判断をして、しかもエンジントラブルが生じるおそれがなくなる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、ＰＴＯが入り状態にある時にだけ、車速一定制御が可能となるため、オペレータが状況を判断する必要がなく、多目的作業車が自動的に状況判断をすることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
車両の一例として多目的作業車（以下作業車）の左側面図を図１に示し、図２に背面図を示す。また図３には前記作業車の動力伝動系の線図、図４にはその主要部の油圧回路図、図５にはその変速制御系のブロック図を示す。
【００１１】
車体の後部の荷台１の下方に燃料タンク２とエンジン３を搭載し、該エンジン３の回転動力を後述するようクラッチハウジング５、ＨＳＴケース６及びミッションケース７内の各種変速装置により適宜変速した後に、前輪９と後輪１０の両方へ伝達するように構成している。また前輪９と後輪１０にはそれぞれ操舵シリンダ１１、１２が設けられている。  車体の前部には昇降リンク装置１５を介して図示しない芝刈り機又は清掃機等の作業機を牽引する。
【００１２】
クラッチハウジング５、ＨＳＴケース６及びミッションケース７を連接して一体構成とし、また、運転席１６の近傍には変速操作を行うためのＨＳＴレバー１７、副変速レバー１８、作業機の高さを変更するポジションレバー１９、エンジンスロットル弁の開度調整をするスロットルレバー（図示せず）等の各種レバーと、作業モード設定ボタン（負荷一定モード設定用）２０、動作モード設定ボタン（ＨＳＴのトラニオン軸の回転の応答性の遅速選択用）２１及びクルーズコントロール入切スイッチ２２（図５）、前後進検出スイッチ２３（図５）等の各種スイッチ類が設けられている。
【００１３】
前記運転席１６の前方にはハンドルポスト２４が設けられ、このハンドルポスト２４に車体の操舵手段となるステアリングハンドル２５が装着されている。該ステアリングハンドル２５を回転操作することにより、操向輪である前輪９と後輪１０とが回向して車体が操舵される。
【００１４】
さらに、ハンドルポスト２４の側面に前後進切換レバー２６を突設し、ステアリングハンドル２５の下方にクラッチペダル２７（主クラッチ３０（図３）の入切用）、ＨＳＴのトラニオン軸の回動位置を操作するＨＳＴペタル２８、エンジンスロットル弁の開度調整をするアクセルペダル（図示せず）や後述する車速一定にする制御を解除するブレーキペダル（図示せず）等のペダル類を設ける構成になっている。
【００１５】
前記副変速レバー１８はレバーガイド（図示せず）に沿って回動操作することにより、後述の副変速装置４４がリンク機構を介して「高速」、「中速」、「低速」の何れかに手動で切り換わるように構成されている。
【００１６】
また、前記ＨＳＴ式油圧無段変速装置３１はＨＳＴケース６内に設けられて、クラッチハウジング５内の主クラッチ３０（図３）を経てＨＳＴ入力軸４６（図４）を連動し、ＨＳＴレバー１７又はＨＳＴ３１のトラニオン軸の回動速度を制御するサーボモータ４５、ＨＳＴペタル２８により、中立位置からの前進、後進の切替、及びこれらの無段変速による連動を経て、副変速装置３２へ連動し、後輪１０及び前輪９の各差動ギヤ機構３５及び３８等への出力軸等を伝動する構成である。
【００１７】
図３に本実施例の多目的作業車の動力線図を示す。エンジン３の動力はメインクラッチ３０からＨＳＴ３１に導入される。ＨＳＴ３１で前進又は後進側に変速された動力がＨＳＴ出力軸５０から副変速装置３２内で前記高速、中速、低速の三段階にギア変速機構により変速され、走行軸３４に取り出される。走行軸３４から後輪１０への伝動用のデフ装置３５と前輪伝動軸３６と前輪９への伝動用のデフ装置３８に動力が取り出される。また、前輪伝動軸３８の伝動を入り切りする四輪駆動用の四駆クラッチギヤ３９がＰＴＯ入力軸４１と走行軸３４の間に設けられている。ＰＴＯ入力軸４１に取出した動力をＰＴＯ変速装置４２を経由してＰＴＯ軸４３へ取り出す構成である。ＨＳＴ３１のトラニオン軸はサーボモータ４５で回動される。
【００１８】
なお、ＨＳＴ３１の出力は、前記三段階の副変速シフト位置を有する副変速装置３２でそれぞれの副変速シフト位置に変速される。
【００１９】
副変速装置３２は、前記副変速レバー１８の手動操作によりリンク機構を介して切り換えるギヤ式変速装置から構成され、「低速」「中速」のギヤ組と、「高速」（直結）のギヤ組との三段の変速位置を有している。
【００２０】
ＨＳＴケース６内の油圧無段変速装置（ＨＳＴ）３１は、図４に示すようにＨＳＴ入力軸４６から導入されたエンジン動力を可変容量形ポンプ４７の斜板４７ａの傾斜角度をトラニオン軸（図示せず）で変更することで、可変容量形モータ４８に連結される出力軸５０の回転数を無段変速するものであり、可変容量形ポンプ４７の斜板４７ａの傾斜角度をトラニオン軸駆動用のサーボモータ４５の駆動量の調節で行い、ＨＳＴ入力軸４６の入力回転をＨＳＴ出力軸５０の出力回転に無段変速し、又正逆方向に回転方向を切替えることができる。
【００２１】
トラニオン軸駆動用のサーボモータ４５の駆動量の調節はＨＳＴペタル２８の前後方向いずれかの踏み込み量で調整する。なお、ＨＳＴペタル２８の前後方向いずれかの踏み込み量はＨＳＴペタルポジションセンサ（図５）で検出する。
【００２２】
図４に示す本実施例の油圧回路は、モータ５３で作動するメインポンプ５５とサブポンプ５６を並列に配置し、一方ポンプ５６の出力でＰＴＯ入切用バルブ７６を経てＰＴＯ作動用の油圧クラッチ用ピストン５７を作動する油路が設けられている。またＰＴＯ入切用のバルブ７６に入らないで分岐した油路から前記ポンプ５６で加圧された油は、前輪操舵（パワステアリング）シリンダ１１を作動させる前輪９の操向油圧回路５８と、後輪操舵（パワステアリング）シリンダ１２を作動させる後輪１０の操向油圧回路５９と、ＨＳＴ用油圧回路６０が直列に接続された油路を順次流れる構成である。ＨＳＴ用油圧回路６０は可変容量形ポンプ４７と可変容量形モータ４８の間に閉回路５２が設けられ、操向油圧回路５８からチャージオイルが送油される。ＨＳＴ用油圧回路６０へのチャージオイルはリリーフ弁６０ａにより定圧に調整されて閉回路５２内に入れられる。
【００２３】
また、前輪９の操向油圧回路５８から後輪１０の操向油圧回路５９の間にはアンロード弁６１が設けられ、油路から油が漏れるのを防ぎ、前後輪９，１２の操向操作時のタイミングのズレを防ぐ構成になっている。
【００２４】
本実施例の多目的作業車は進行方向に対してエンジン３が後方、トランスミッションケース７が前方になるように配置されたモノコック方式（エンジンとトランスミッションが連結された方式）であり、且つ後輪１０に加えて前輪９も操舵できる構成である。
【００２５】
また、本実施例の多目的作業車の走行制御装置は以下の３種類のオートクルーズ走行のいずれかの走行状態を選択できる構成である。
【００２６】
（１）変速装置の変速位置を保持して走行する第一走行状態（負荷一定モード：通常のオートクルーズ走行であり、例えば庭の芝生の芝刈り時などに行う走行状態）
（２）多目的作業車の車速を一定に保持して走行する第二車速状態（車速一定モード：路上走行時のオートクルーズ走行状態）
（３）エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態（ノーマルモード：ＰＴＯ作業時のオートクルーズ走行モード）
前記３種類の走行状態の選択は３種類の走行状態のいずれかを選択する作業モードボタン２０での作業モードの選択とオートクルーズ入切スイッチ２２の入り操作の両方を操作することで行われる。
【００２７】
また、ＰＴＯの入り・切りと関連して、ＰＴＯレバー位置センサでＰＴＯが入り状態にある時にだけ、前記エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態を選択する制御ソフトが組み込まれている。また、ＰＴＯが切り状態にある時には前記第一走行状態（通常のオートクルーズ走行）に自動的に変更されるようにしてある。
【００２８】
従来はＰＴＯを使用する作業モード中であるか否かにかかわらず、負荷一定モードにはいることができるようになっていた。しかもＰＴＯを使用しない作業モードでの負荷は、専ら走行系の負荷であるが、このときエンジン３の回転数が落ちた状態で、走行中の路面が傾斜していると走行速度をゆるめてもエンジン回転が回復しない場合が多い。
【００２９】
そこで、ＰＴＯが入り状態にある時にだけ、エンジン３の回転数を一定に保持して走行する第三走行状態になる設定にしておくと、オペレータが状況を判断する必要がなく、多目的作業車が自動的に状況判断をすることができ、しかもエンジントラブルが生じるおそれがなくなる。
【００３０】
一方、従来はＰＴＯを使用する作業モード中であるか否かにかかわらず、車速一定モードに入ることができるようになっていたが、ＰＴＯを使用する作業モードでの負荷は、ＰＴＯ系の作業負荷によるため、エンジン回転数が落ちた場合、例えば芝刈り用のモーアの負荷等があるとき、走行速度を増速すると、なおさらエンジン回転数が低下して回復しないことがあった。
【００３１】
そこでＰＴＯの入り・切りと関連して、ＰＴＯレバー１９の位置センサでＰＴＯが入り状態にある時にだけ、前記車速一定モードである第二車速状態に切り替え、そうでないときは、通常のオートクルーズ（第三走行状態（ノーマルモード））に自動的に変更するようにしてある。 
こうしてＰＴＯを使用している作業モードにおいてのみ、車速一定制御が可能となるため、オペレータが状況を判断する必要がなく、作業車が自動的に状況判断をすることになる。
【００３２】
上記構成からなる作業車の制御装置を図５に示し、前記作業モードを含めた走行制御のフローを図６〜図９に示す。  
図６のステップ２では通常の作業モードに設定し、その動作モードを選択する。動作モード設定ボタン２１ではＨＳＴ３１の斜板４７ａの駆動速度を「速」とするクイックモードと、「遅」とするスムーズモードにいずれかを選択可能であり、作業状態、あるいはオペレータの熟練度に応じてＨＳＴ３１の応答性を変えることができる。
【００３３】
また、ステップ６ではＨＳＴぺタル２８の踏み込み量に応じて前記サーボモータ４５の駆動量を変えて、前後進用の変速位置を変えることができる。  
また本実施例のオートクルーズ制御（オートクルーズは低速走行領域で行われる）では、ステップ７で副変速レバー１８の操作を副変速レバーセンサで該レバー１８の操作位置を検出して作業速を想定した副変速段が低速（１，２速）のときに設定できるようになっているので、ステップ８でＨＳＴ３１が前進位置でのみ作動する構成となっている。
【００３４】
次いでオートクルーズ入切スイッチ２２を入としてオートクルーズ制御に入るが、ステップ１１で作業モードボタン２０が第一走行状態（負荷一定のオートクルーズ）であるか、第二車速状態（車速一定のオートクルーズ）であるか又は第三走行状態（ノーマルモードのオートクルーズ）であるかにより、それぞれ異なるオートクルーズ制御に入る。
【００３５】
第三走行状態（ノーマルモードのオートクルーズ）は圃場、芝生場などでの作業機を使用するオートクルーズモードであり、トラニオン軸の回動位置を固定して変速位置を一定にして走行する。ただし、ブレーキペタルの踏み込み、又はＨＳＴペタル２８の踏み込みがあると、このオートクルーズモードを解除する構成となっている。  
第一走行状態（負荷一定のオートクルーズ）ではステップ１７でサーボモータ４５の駆動速度を低速で用いられるオートクルーズ用に「遅」とするスムーズモードにする。またＰＴＯ軸４３の回転が入りであることをＰＴＯレバー位置センサで検出すると、所定時間後のエンジン回転数を記憶し、同時にトラニオン軸の回転位置を記憶する。前記記憶したトラニオン軸の回転位置を保持するような変速装置の出力を行う。なお、ここで所定時間後のエンジン回転数を記憶する理由は、ステップ２１〜２４におけるエンジン回転数の低下と増加に応じてサーボモータ４５の駆動量を変えて、トラニオン軸の回動位置を前記記憶値に保持する制御を行い、負荷一定のオートクルーズを維持するためである。また、この負荷一定モードオートクルーズにおいてもブレーキペタルの踏み込み、又はＨＳＴペタル２８の踏み込みがあると、オートクルーズモードを解除する構成となっている。  
第二車速状態（車速一定のオートクルーズ）では、ステップ２５でサーボモータ４５の駆動速度を低速で用いられるオートクルーズ用に「遅」とするスムーズモードにする。またＰＴＯ軸４３の回転が入りであることをＰＴＯレバー位置センサで検出すると、所定時間後のエンジン回転数を記憶し、同時にトラニオン軸の回転位置を記憶する。前記記憶したエンジン回転数を保持して車速が一定となるように変速装置の出力を行う。
【００３６】
なお、ここで所定時間後のトラニオン軸の回転位置を記憶する理由は、ステップ２９〜３２における車速に応じてサーボモータ４５の駆動量を変えて、トラニオン軸の回動位置を前記記憶値に保持する制御を行い、車速一定のオートクルーズを維持するためである。また、この車速一定のオートクルーズにおいてもブレーキペタルの踏み込み、又はＨＳＴペタル２８の踏み込みがあると、オートクルーズモードを解除する構成となっている。  
そこで、図１０の後輪操舵部の断面図に示すように前後輪９，１０用に共に同じサイズのストレートベベルギヤ６５を使用し、ストレートベベルギヤ６５のベアリングサイズ６６を前輪９と後輪１０で変えるだけで従来の前輪操舵が可能な構成がそのまま後輪操舵が可能な構成となっている。
【００３７】
また、リヤミッションケース６７に前輪操舵用のファイルケース６９を取付け、リヤミッションケース６７とファイナルケース６９の間はスペーサ７０で取り付ける。前記スペーサ７０内にはブレーキ７２とカウンタギヤ７３ａ，７３ｂを１対追加する。
【００３８】
こうして後輪１０の操舵機構に前輪９の操舵機構を転用することで低コストでエンジン後方、トランスミッション前方配置の構成に従来のエンジン前方、トランスミッション後方配置の構成を転用できるようになった。
【００３９】
本実施例の構成ではギヤ式変速装置は従来の多目的作業車とは進行方向に対して逆方向になるので、前記スペーサ７０内にはカウンタギヤ７３を追加して従来の変速装置（本発明ではＨＳＴを使用しているが、ギヤ変速装置を用いる場合には前進１６段、後進４段の変速装置）を逆向きにして後輪１０の操舵部に前記カウンターギヤ７３を介して配置するだけで前進１６段、後進４段の変速装置が得られる。
【００４０】
このようにしてカウンターギヤ７３とリードギヤの変更により、車速変更が容易にでき、カウンターギヤ７３とリードギヤの変更により車高変更が容易にでき、さらにスペーサ７０の幅を変更することにより車幅変更が容易にできるようになった。
【００４１】
また、農業用トラクタなど作業車において、リヤミッションケース６７上のカバー（ミッション／リヤ）を廃止し、リヤリングギヤ中心軸の鉛直方向より前もしくは後に後輪操舵用パワステシリンダ１２を配置した。
【００４２】
トラクタでは前輪操舵であるが、本実施例の４ＷＳ制御機構ではソレノイドバルブによる操舵制御では流量と負荷圧力が大きいため動かなくなる可能性がある。また、ソレノイドバルブ分のリーク量も多い。そこで、本実施例では前述のように、操舵用ソレノイドを無くすことで上記問題を回避できる。
【００４３】
またＰＴＯの制御は比例弁７６、電磁バルブ７６ａにより昇圧制御が可能である。走行系はＨＳＴ３１と副変速装置３２から構成する。パワステアリング系は分流弁６２、操舵ユニット５８，５９よりポンプ流量を同等に分け、フロント側とリア側とでそれぞれパワステシリンダ１１，１２とで構成し、制御を独立して行う。
【００４４】
また、プライオリティバルブとフロント側オービットロールの前にアンロード弁６１のソレノイドを追加することで、フロント側とリア側とでは、操舵角が違うってもオイルのリークや中立復帰の作動時に前後ステアリングシリンダ１１，１２の位相が中立位置に保持できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、広範囲な作業を可能にした多目的作業車としてトラクタ、芝刈り機などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の多目的作業車の左側面図である。
【図２】図１の多目的作業車の背面図である。
【図３】図１の多目的作業車の動力伝動系の線図である。
【図４】図１の多目的作業車の油圧回路図である。
【図５】図１の多目的作業車の変速制御系のブロック図である。
【図６】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図７】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図８】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図９】図１の多目的作業車の変速制御フローチャートを示す図である。
【図１０】図１の多目的作業車の後輪操舵部の断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  荷台                          ２  燃料タンク
３  エンジン                      ５  クラッチハウジング
６  ＨＳＴケース                  ７  ミッションケース
９  前輪                          １０  後輪
１１  前輪操舵シリンダ            １２  後輪操舵シリンダ
１５  昇降リンク装置              １６  運転席
１７  ＨＳＴレバー                １８  副変速レバー
１９  ポジションレバー            ２０  作業モード設定ボタン
２１  動作モード設定ボタン        ２２  クルーズコントロール入切スイッチ
２３  前後進検出スイッチ          ２４  ハンドルポスト
２５  ステアリングハンドル        ２６  前後進切換レバー
２７  クラッチペダル              ２８  ＨＳＴペタル
３０  主クラッチ                  ３１  ＨＳＴ式変速装置
３２  副変速装置                  ３４  走行軸
３５  デフ装置                    ３６  前輪伝動軸
３８  デフ装置                    ３９  クラッチギヤ
４１  ＰＴＯ入力軸                ４２  ＰＴＯ変速装置
４３  ＰＴＯ軸                    ４４  副変速装置
４５  サーボモータ                ４６  ＨＳＴ入力軸
４７  可変容量形ポンプ            ４７ａ  斜板
４８  可変容量形モータ            ５０  ＨＳＴ出力軸
５２  閉回路                      ５３  モータ
５５  メインポンプ                ５６  サブポンプ
５７  シリンダ                    ５８、５９  操向油圧回路
６０  ＨＳＴ用油圧回路            ６０ａ  リリーフ弁
６１  アンロード弁                ６２  分流弁
６５  ストレートベベルギヤ        ６６  ベアリングサイズ
６７  リヤミッションケース        ６９  ファイナルケース
７０  スペーサ                    ７２  ブレーキ
７３ａ，７３ｂ  カウンタギヤ      ７６  比例弁（ＰＴＯ入切用バルブ）
７６ａ  電磁バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005343187.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005343187.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005343187.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005343187.tif 000011
【図１０】
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